JP2005272106A - シートサイズ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 なるべく少ない受光素子を用いてシートサイズ検出装置を構成することにより，低コスト化，省スペース化，省資源化，構成の簡素化等を図ること。
【解決手段】 単一の受光素子からなる受光部７１は，複数の光源４１ないし４３からの光Ｌ１ないしＬ３を受光し，同じく単一の受光素子からなる受光部７２は複数の光源４４ないし４６からの光Ｌ４ないしＬ６を受光する。
この光Ｌ１ないしＬ６は，例えばカウンタ回路２０を介して点滅を制御され，この点滅パターンに基づいてＣＰＵ１０がシート載置部Ｓ上に載置されたシートのサイズを検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は，原稿等をはじめとするシートのサイズを検出するシートサイズ検出装置に関し，特に，画像読取装置の透明原稿台等に載置されたシートのサイズを光学的に検出するシートサイズ検出装置の改良に関する。

複写機，ファクシミリ装置，スキャナ装置等の画像読取装置の原稿台上に載置された原稿等をはじめとするシートのサイズを検出する技術として，光学的に検出する手法が一般的に知られている。
このような従来公知の原稿読取装置では，サイズ検出の対象であるシートを載置するシート載置部の上側に複数の光照射部が，前記シート載置部の下側にこの複数の照射部それぞれに対応する受光部が配置され，前記複数の光照射部からはそれぞれ対応する受光部に光が照射される。前記構成において，前記透明原稿台上に載置された原稿が存在する位置に照射された光は，前記原稿に遮られるため，これに対応する前記受光部に到達しないが，前記透明原稿台上に載置された原稿が存在しない位置に照射された光は，前記原稿に遮られることなく前記透明原稿台を透過するため，これに対応する受光部に到達する。このように，いずれの受光部に光が到達したか（即ち，いずれの受光部が光を受光したか）によって，原稿台上のいずれの光照射部から照射された光が前記透明原稿台を透過したか（即ち，原稿が存在しない位置に照射されたか）を特定することができる。
このとき，それぞれの光照射部から照射された光が前記透明原稿台を透過する位置と，前記透明原稿台上に原稿を載置する際の基準点を定めておけば，原稿のサイズを検出することができる。
このように，従来技術においては，複数の光照射部とこれに１対１で対応する複数の受光部とを配置する技術が採用されている（例えば，特許文献１参照）。
特公平５−１４２６０号公報

上述のように前記従来技術では，発光素子と受光素子とが１対１に対応しているため，多くのサイズを検出するには多くの受発光素子対が必要である。
ところで，前記受光素子は前記発光素子と比べて一般に高価である。また，複数の受光素子それぞれに配線がなされるため，受光素子の数が多ければ回路構成も複雑になる。
そこで，なるべく少ない受光素子を用いてシートサイズ検出装置を構成する技術が望まれていた。本発明は，このような事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，従来技術より使用する受光素子数を減らしつつも，従来技術と同様にシートのサイズを検出することができるシートサイズ検出装置を提供することにある。

前記課題を解決するために，本発明は，シートに向けて光を照射する複数の光照射部と，前記複数の光照射部に対応して設けられた単一の受光部と，前記受光部による受光状態から前記シートのサイズを検出するシートサイズ検出部と，を具備してなることを特徴とするシートサイズ検出装置として構成されている。
単一の受光部で複数の光を受光し，シートサイズを検出することができるため，比較的高価な受光部の配置数を減らすことが可能となる。また，受光素子からの配線数も減るため，回路構成が簡易になる。更に，部品数の低減による省スペース化・省資源化を図ることもできる。
前記受光部が二以上設けられてなれば，好適である。前記光照射部の取付幅を狭くすることができ，さらなる省スペース化を図ることができるからである。
また，前記受光部が読み取られる最大サイズシートの端部近傍に配置されてなれば，前記光照射部の取付幅を最小にすることができるため，より好適である。
前記複数の光照射部から照射される光の光路方向を交差させても良い。検出したいシートサイズに応じて前記光照射部を配置するためである。

前記複数の光照射部から照射される光の特性を各々異なるものとすることによって，前記シートサイズ検出部においては，前記単一の受光部によって受光された複数の光が各々いずれの光照射部から照射された光であるか識別されることにより，前記シートのサイズが検出される構成とすれば，好適である。単一の受光部で複数の光を同時に受光した場合であっても，それぞれの光がいずれの光照射部から照射された光であるか認識できるからである。
また，前記複数の光照射部から照射される光の特性は，カウンタ回路を介して各々異なる周波数のクロック信号に基づき点滅を制御されることで異なるものとされ，前記シートサイズ検出部は，前記単一の受光部によって受光された複数の光の点滅パターンから，各々いずれの光照射部から照射された光であるか識別することによってシートサイズを検出するものであっても良い。
前記のように光の特性を各々異ならせる手法の一例として，光の点滅パターンをそれぞれ異なるものとし，これによって，前記シートサイズ検出部において，それぞれの光がいずれの光照射部から照射された光であるかを認識できる構成とすれば，比較的簡易な構成で実施可能である。

前記光照射部から照射される光の光路を調整する光路調整手段を更に具備してなることが望ましい。単一の受光部に対して複数の光を入射させるために，その光路を厳密に調整できることが望ましいからである。
前記光路調整手段が，前記光照射部の光源の取付角度を調整する光源取付角度調整部材であっても良い。これによって，光源の取付角度精度を向上させることができる。
また，前記光路調整手段が，前記光照射部から照射される光を前記受光部方向へ導く光導波部材であっても良い。
光源ごとに取付角度を調整する手間を省くことができる。また，前記光源取付角度調整部材と併用すれば，より厳密に光路を調整可能である。
前記光導波部材が，鏡面体からなっても良い。鏡面体の角度を変える簡易な構成で光路の調整が可能である。
或いは，前記光導波部材が，光ファイバケーブルからなっても良い。光ファイバケーブルで光を前記受光部方向へと導けば，光路の調整はより厳密になる。

以上のように本発明によれば，単一の受光部で複数の光を受光し，シートサイズを検出することができるため，１つの受光素子で複数発光素子からの光を検出できる。従って，本発明では，従来技術と同等のサイズ検出能力を維持しつつも，比較的高価な受光部の配置数を減らして，製造コストを抑えることが可能となる。また，受光素子からの配線数も減るため，回路構成が簡易になる。更に，部品数が低減するため，省スペース化・省資源化を図ることもできる。

以下，添付図面を参照して，本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置の回路構成を示す回路図，図２は光照射部並びに受光部の配置を示す概念図，図３は光照射部から照射される光の点滅パターンを各々異なるものとする場合の一例を示す波形図，図４は受光部による受光状態を示す波形図である。

まず，図１の回路図を用いて，本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置の概略構成について説明する。
図１に示されるように，本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置は，ＣＰＵ１０，カウンタ回路２０，ＬＥＤドライバ３０，光源４０（４１ないし４６：光照射部に相当），反転回路５０，トランジスタ６０，受光部７０（７１及び７２），低電圧回路（Ｖｃｃ）８０，増幅器（ＡＭＰ）９１及び９２とを備えて構成されている。
ＣＰＵ１０は，例えば光源４１ないし４６の点滅パターンを各々異なるものとする等，光照射部から照射される光の特性を各々異なるものにする役割，及び受光ユニット７０（受光部７１及び７２）が受光した光がいずれの光源から照射された光であるかを識別し，これに基づいてシート載置部Ｓに載置されたシートのサイズを認識する（シートサイズ検出部に相当）役割を担う。
カウンタ回路２０，ＬＥＤドライバ３０，反転回路５０及びトランジスタ６０は，前記ＣＰＵからの出力を受けて光源４１ないし４６を点灯若しくは消灯し，例えば，後述する図３に示されるような点滅パターンを作り出すための回路である。即ち，光源４１ないし４６の点滅パターンを各々異なるものとするための回路であり，光照射部から照射される光の特性を各々異なるものとする手法の一例である。
光照射部４０（光源４１ないし４６）は，シートへ向けて光を照射する光照射部の一例であり，本実施の形態においては発光ダイオード（以下，ＬＥＤと称す）により構成されている。ここでは，光源４１ないし４６から発せられた光をそれぞれＬ１ないしＬ６とする。
受光ユニット７０（受光部７１及び７２）は，光を受光した際に所定の出力をする，例えばＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光素子によって構成される。本実施の形態においては，単一の受光素子からなる受光部７１若しくは７２が複数の光照射部から照射された光を受光する点に特徴を有する。即ち，受光部７１は光源４１，４２及び４３から照射された光Ｌ１，Ｌ２及びＬ３を，受光部７２は光源４４，４５及び４６から照射された光Ｌ４，Ｌ５及びＬ６をそれぞれ受光する。
光照射部４０及び受光ユニット７０は，複数の光源４１ないし４６が，例えば図２（ａ）若しくは（ｂ）に示されるように，シート載置部Ｓを挟んでそれぞれ反対側に設けられる場合と，図２（ｃ）に示されるように，シート載置部Ｓを挟んで同一側に設けられ，光照射部４０（光源４１ないし４６），これら光源から照射された光Ｌ１ないしＬ６が反射板４７によって反射されて受光ユニット７０に至る場合とが考えられる。
前記受光ユニット７０（受光部７１及び７２）は，低電圧回路（Ｖｃｃ）８０によって駆動される。また，前記受光部７１及び７２からの出力は増幅器（ＡＭＰ）９１及び９２によってそれぞれ増幅された後，前記ＣＰＵ１０に入力される。

この実施形態では複数の光源からの光を１つの受光部で受けるため，どの光源から発射される光であるかを受光部側で判別する必要がある。
そこで，図１の回路図を参照しつつ，図３の波形図を用いて，光源４１ないし４６の点滅パターンを異なるものとすることによって，光照射部から照射される光（この例では，Ｌ１ないしＬ６）の特性を各々異なるものとすることで受光部側でどの光源から発射された光であるかを判別する手法の一例について説明する。
ＣＰＵ１０からカウンタ回路２０へは，図３（ａ）に示されるクロック信号が出力される。このクロック信号は前記カウンタ回路２０を経て，前記ＬＥＤドライバ３０に入力される。
前記カウンタ回路２０に入力されたクロック信号は，図３（ｂ）ないし（ｄ）に示されるような，そのクロック周波数が１／２，１／４，１／８の信号へと変換される。
光源４１は，図１に示されるようにＣＰＵ１０に直結して制御されるＬＥＤドライバ３０に駆動され（図１中のＡ線），且つ図３（ｄ）に示される周波数１／８信号を反転回路５０で反転させた信号の出力を受けて点灯，消灯が制御されるため，図３（ｅ）中のＬ１に示されるような点滅パターンをによって発光する。また，光源４２は，ＣＰＵ１０からのクロック信号がカウンタ回路２０において周波数１／２の信号へ変換された後の信号（図３（ｂ）に示される信号）によって制御されるＬＥＤドライバ３０によって駆動され（図１中のＢ線），且つ図３（ｄ）に示される信号の反転信号の出力を受けるため，図３（ｅ）中のＬ２に示されるような点滅パターンにより発光し，以下光源４３ないし４６についても同様に，ＬＥＤドライバ３０を制御するクロック信号と前記周波数１／８信号若しくはその反転信号との組み合わせによって点滅パターンが制御され，図３（ｅ）中のＬ３ないしＬ６に示されるような点滅パターンにより発光する。
尚，ここでは，回路構成をなるべく簡易化するため，カウンタ回路２０を設けているが，ＣＰＵ１０から複数の異なる周波数を有するクロック信号を送信し，光源４１ないし４６の点滅パターンを直接制御しても良く，このような場合であっても本発明の範囲内である。
また，この実施形態では，光照射部を６個設けた場合を例に説明しているが，当然これに限られるものではない。光照射部の数をこれより多く設けた場合には，その配置数に応じてクロック周波数のパターンを増やせばよく，このような場合も本発明の範囲内である。
さらに，ここでは，光の点滅パターンを各々異なるものとすることによって，複数の光照射部から照射される光の特性を各々異なるものとしているが，例えば，光強度を各々異なるものとする，或いは波長（発光色）を各々異なるものとする等によって複数の光照射部から照射される光の特性を各々異なるものとしても良く，このような場合であっても本発明の範囲内である。

次に，図４の波形図を用いて，図３に示されるような，それぞれ点滅パターンの異なる光Ｌ１ないしＬ６を前記受光部７１或いは７２が受光した場合に，前記ＣＰＵ１０が受光部７１或いは７２による受光状態から前記シート載置台Ｓに載置されたシートのサイズを検出する手法について説明する。
前記受光部７１及び７２によって受光された複数の光は，点滅パターンが合成された後，光電変換され，図４（ａ）ないし（ｇ）に示されるようなパターンを有する電気信号に変換される。
例えば，シート載置部Ｓ上にシートが載置されていない場合，受光部７１は光源４１ないし４３から照射された光Ｌ１ないしＬ３を全て受光し，受光部７２は光源４４ないし４６から照射された光Ｌ４ないしＬ５を全て受光するため，これらの点滅パターンが合成されることによって，それぞれの受光部７１及び７２からは，図４（ａ）に示すような信号が得られる。
次にシート載置部Ｓ上にシートが載置された場合であっても，このシートが極めて小さいために光源４１から受光部７１に向かう光のうちのＬ１のみを遮る場合，受光部７１及び７２からは，図４（ｂ）に示すような信号が得られる。以下同様にシート載置部Ｓに載置されたシートのサイズに応じて，Ｌ１及びＬ２が遮られる場合には図４（ｃ），Ｌ１ないしＬ３が遮られる場合には（ｄ），Ｌ１ないしＬ４が遮られる場合には（ｅ），Ｌ１ないしＬ５が遮られる場合には（ｆ），Ｌ１ないしＬ６が遮られる場合には（ｇ）というように，それぞれパターンの異なる信号を得ることができる。

ここで，前記シート載置部Ｓには，シートを載置する際の基準となる点ＳＴＤが定められており，この基準にしたがってシートを載置すると，例えば，シートサイズが最小のＢ６サイズのときは前記光Ｌ１のみを遮り，Ａ５サイズのときは前記光Ｌ１及びＬ２を遮り，Ｂ５サイズのときは前記光Ｌ１ないしＬ３を遮るというように，検出したいサイズに応じてポイントＢ６，Ａ５，Ｂ５，・・・（図中の黒丸）を予め定めておく。このポイントＢ６，Ａ５，Ｂ５，・・・を通過するように前記光Ｌ１ないしＬ６が通過する位置を，前記光源４１ないし４６の設置位置等により調整しておけば，図４に示される信号から，いずれのサイズのシートが載置されたかを検出することができる。

以上のように，本実施形態に係るシートサイズ検出装置によれば，単一の受光部が複数の光を受光したとしても，前記複数の光それぞれの特性の違いからいずれの光照射部から照射された光が受光されたかが識別されるため，受光部の数を少なくしてもシートサイズを検出することができる。これにより，前記のような低コスト化，省スペース化等の効果を発揮する。
また，図１に示す形態においては，図４に示される７通りの検出が可能であるが，ＣＰＵ１０からの出力が１本，ＣＰＵ１０への入力が２本というように，極めて簡易な構造とすることができる。

前記実施の形態においては，図１及び図５（ａ）に示されるよう，受光ユニットに２個の受光部が設けられている（７１及び７２）場合の構成について説明したが，これに限られるものではなく，１個であっても良いし，３個以上であっても良い。ただし，図５（ｂ）に示されるように受光部を１個で構成した場合には，図５（ａ）に示す２個以上で構成した場合と比べて，同じサイズの検出を行なう際に，光照射部４０の設置幅を大きくとる必要が生じる。したがって，２個以上の受光素子で構成することが望ましい。特に，図５（ａ）に示される構成のように，二以上の受光部を設置した場合において，前記光照射部４０から照射された光Ｌ１ないしＬ６の光路を交差させるよう設置すれば，柔軟に各種シートサイズに適応できる。
また，図５（ａ）に示すように読み取られる最大シート（この例では，ポイントＡ３）の端部近傍の場所に受光部を配置する構成が望ましい。これ以外の場所に配置した場合，図５（ｃ）に示すように，前記光照射部４０の配置幅を大きくとる必要が生じるからである。

また，上述のように，本実施形態では複数の光照射部から照射された光が，前記シート載置部Ｓ上の各ポイントを通過した後，単一の受光部によって受光される構成を採っているため，どの光源からの光であるかの分解能を上げるために光照射部から照射される光の光路を厳密に調整する光路調整手段を具備していることが好ましい。以下に，図６ないし図８を用いて，光路調整手段の例を挙げる。
図６は，前記光路調整手段の一例として，光源の取付角度を調整する光源取付角度調整部材を設けた場合の概略構成図である。
この例では，光源としてプリント基板Ｐ上に実装されたＬＥＤ１００が用いられており，図６に示すように実装済みＬＥＤ１００のリード１１０を手作業で曲げることによって，前記ＬＥＤ１００をリブ１２０に嵌入してＬＥＤ１００を固定する。このようにＬＥＤ１００の取付方向を固定するリブ１２０を設ければ，この光源（ＬＥＤ１００）から照射される各々光が，前記シート載置部Ｓ上の所定のポイントを通過後，対応する受光部方向に向かうよう，光源の取付角度を好適に調整することができる。
図７及び図８は，前記光路調整手段の他の一例として，前記光照射部から照射される光を前記受光部方向へと導く光導波部材を設けた場合の概略構成図であり，図７は前記光導波部材が鏡面体からなる場合を，図８は前記光導波部材が光ファイバケーブルからなる場合を示す概略構成図である。
図７（ａ）に示される光導波路２００は樹脂部材の内面をミラーコーティングして形成されている。光照射部４０から照射された各々の光は，前記光導波路２００に導かれて，前記シート載置部Ｓ上の所定のポイントを通過後，受光部方向へと向かう。また，図２（ｃ）に示したように，前記光源４１ないし４６と受光部７１及び７２がシート載置部Ｓを挟んで同一側に設けられている場合，図７（ｂ）に示されるように，鏡面部材からなる前記反射板４７の取付角度を調整することによって前記光照射部４０から照射された光を，前記シート載置部Ｓ上の所定のポイントを通過させた後，受光部７１及び７２方向へと向かわせることができる。
図８には光ファイバケーブルによって前記光照射部４０から照射された光を受光部７１及び７２方向へと導く構成が示されている。シート載置部Ｓ上の所定ポイントを透過した光は光ファイバ３００に入射し，対応する受光部７１又は７２へと確実に導かれる。
また，図６に示すような光源取付角度調整部材と図７又は図８に示すような光導波部材とを併用すれば，より好適に光路を調整することができる。

本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置の回路構成を示す回路図。 本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置の光照射部並びに受光部の配置を示す概念図。 本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置の光照射部から照射される光の点滅パターンを各々異なるものとする場合の一例を示す波形図。 本発明の実施の形態に係るシートサイズ検出装置の受光部による受光状態を示す波形図。 本発明の実施例に係るシートサイズ検出装置の受光部の配置数，配置箇所について示す概念図。 光路調整手段の一例として，光源の取付角度を調整する光源取付角度調整部材を設けた場合の概略構成図。 光路調整手段の他の一例として，光照射部から照射される光を受光部方向へと導く光導波部材を設けた場合の概略構成図であって，前記光導波部材が鏡面体からなる場合を示す。 光路調整手段の他の一例として，光照射部から照射される光を受光部方向へと導く光導波部材を設けた場合の概略構成図であって，前記光導波部材が光ファイバケーブルからなる場合を示す。

符号の説明

１０・・・ ＣＰＵ
２０・・・ カウンタ回路
３０・・・ ＬＥＤドライバ
４０・・・ 照射部
４１〜４６・・・ 光源
４７・・・ 反射板
５０・・・ 反転回路
６０・・・ トランジスタ
７０・・・ 受光ユニット
７１，７２・・・ 受光部
８０・・・ 低電圧回路（Ｖｃｃ）
９１，９２・・・ 増幅器（アンプ）
Ｓ・・・ シート載置部

Claims (11)

1. シートに向けて光を照射する複数の光照射部と，
   前記複数の光照射部に対応して設けられた単一の受光部と，
   前記受光部による受光状態から前記シートのサイズを検出するシートサイズ検出部と，
   を具備してなることを特徴とするシートサイズ検出装置。
2. 前記受光部が二以上設けられてなる請求項１に記載のシートサイズ検出装置。
3. 前記受光部が読み取られる最大サイズシートの端部近傍に配置されてなる請求項２に記載のシートサイズ検出装置。
4. 前記複数の光照射部から照射される光の光路方向を交差させてなる請求項２または３のいずれかに記載のシートサイズ検出装置。
5. 前記複数の光照射部から照射される光の特性を各々異なるものとすることによって，前記シートサイズ検出部においては，前記単一の受光部によって受光された複数の光が各々いずれの光照射部から照射された光であるか識別されることにより，シートサイズが検出される請求項１ないし４のいずれかに記載のシートサイズ検出装置。
6. 前記複数の光照射部から照射される光の特性は，カウンタ回路を介して各々異なる周波数のクロック信号に基づき点滅を制御されることで異なるものとされ，
   前記シートサイズ検出部は，前記単一の受光部によって受光された複数の光の点滅パターンから，各々いずれの光照射部から照射された光であるか識別することによってシートサイズを検出するものである請求項５に記載のシートサイズ検出装置。
7. 前記光照射部から照射される光の光路を調整する光路調整手段を更に具備してなる請求項１ないし６のいずれかに記載のシートサイズ検出装置。
8. 前記光路調整手段が，前記光照射部の光源の取付角度を調整する光源取付角度調整部材である請求項７に記載のシートサイズ検出装置。
9. 前記光路調整手段が，前記光照射部から照射される光を前記受光部方向へ導く光導波部材である請求項７または８のいずれかに記載のシートサイズ検出装置。
10. 前記光導波部材が，鏡面体からなる請求項９に記載のシートサイズ検出装置。
11. 前記光導波部材が，光ファイバケーブルからなる請求項９又は１０のいずれかに記載のシートサイズ検出装置。

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